鋼格板焊接變形的影響因素
1. 輸入熱源對(duì)焊接變形的影響 在鋼格(gé)板焊接過(guò)程(chéng)中,受到局部高溫熱源的影響,焊縫區 被(bèi)急劇加熱,並局部熔化。該區域材料被加熱,使焊接 區擴展,而鋼格柵周圍溫度相對較低區域對焊接區產生約束, 從而(ér)產生彈性熱應力,材料的屈服應力極限在溫度升高後急劇下降,導(dǎo)致熱彈性應力超過屈服(fú)極限,形成熱 壓縮。 冷卻(què)時,焊縫區材料收縮受到周圍區域不均勻 溫度場的(de)影響,產生不均勻的收縮變形,焊接區呈現拉 伸殘餘應力,相鄰區(qū)域承受壓縮(suō)殘(cán)餘應力。 不鏽鋼鋼格板焊(hàn)接對於熱源的輸入非常敏感,合理 控製(zhì)輸入熱(rè)源能量的(de)大小對於(yú)格柵板焊件質量有重要意義。 輸入較大的熱源能量會造成較大的收縮變形,反之,輸 入較小的熱源能量會造成較(jiào)小(xiǎo)的收縮變形。因(yīn)此在(zài)保 證焊縫形成良好情況下,選用盡可能小的(de)輸入熱源。
2 .焊縫尺寸對焊接變形的影響 對於不鏽鋼鋼格板(bǎn)焊接(jiē)來說,焊縫的麵積 尺寸與鋼格板焊件的撓曲變形有著密不可分的關係, 另外,焊(hàn)縫在結構中的位置對(duì)於不鏽鋼鋼格板焊接 變形也會產生影響。不對稱(chēng)的安排會導(dǎo)致焊件的(de)彎曲 變形,鋼格板焊件截麵中性軸越接近(jìn)焊縫,相對而(ér)言彎曲變形 越小;反之,焊件截(jié)麵中性軸離焊縫越遠,相對而言彎 曲(qǔ)變形越大。
3.焊板初始粗糙度和板厚對焊接變形的影響 但在實際加工生產中不可能製造出理想情況下的不鏽 鋼(gāng)板材(cái),其可能存在不同程度的初始撓曲變形或者初 始(shǐ)幾何缺(quē)陷,這些初始表麵粗糙度和缺陷會在一定程(chéng) 度(dù)上(shàng)造(zào)成鋼(gāng)格(gé)板焊接的臨界失穩(wěn)變形。 對於存在不平整 度問題的板材,殘餘應力的(de)增(zēng)加,起始階段板(bǎn)材撓度的 增長是相對緩慢的;但在焊接產(chǎn)生的殘餘應力(lì)超過某一定值時,瞬間板材撓度的增加會相對較快。初始粗 糙度相(xiàng)對較大時,板材所能承受的臨界(jiè)載荷值就會在 一定(dìng)程度上降低,產生失穩變形越容易。 因此必須嚴格控製不鏽鋼板材焊件的初始表麵粗糙度,否則其會 大大地影響著焊接抗失穩變形阻力(lì)和(hé)臨界載荷。 除初(chū)始表麵粗糙度外,板材厚度對於失穩變形 也(yě)是(shì)一個重要的影響因素。焊板厚(hòu)度越小(xiǎo),其(qí)剛(gāng)度就 越小,抵抗彎曲(qǔ)變形的能力就越低,在不鏽鋼板材對(duì)接 焊時,受到高溫熱源的影響,就更容易發生撓曲變形。 相反,焊接厚度越大,剛度就更大,不易(yì)變形。
4、鋼格板裝配對焊接變形的影(yǐng)響 鋼格板焊接時(shí)選擇合適的焊件裝配順序,避免在總(zǒng) 的構件內引起多餘(yú)的(de)裝配應力。由於在不同裝配階段 裝配體總的剛性化和(hé)重心位置的改變(biàn),會導致裝配後鋼(gāng)格板 焊件內存在本不應該(gāi)有的應力。 一(yī)般而(ér)言,處理不(bú)好 裝配(pèi)焊接順序,會直(zhí)接影響焊接的質量。另外,在不鏽 鋼鋼格板裝(zhuāng)配過程中有可能產生新的殘餘應力,如果新 的殘餘應力大於臨界變形應力,就會引起焊件變形。 因此應該盡可能減少或者避免產生裝配應力(lì)。 總之,焊(hàn)接變形影響因素並不是孤立存(cún)在的(de),焊接 不(bú)規則的形變是多個因素綜(zōng)合作用的結(jié)果。 這需要從多個角度綜合考慮,在生產和設計過程(chéng)中(zhōng)找到一個更 合理的措施,以(yǐ)減小焊接變形。 變形的控製及工藝(yì)措施: 不論(lùn)是手工(gōng)焊接和自動(dòng)焊接技(jì)術、焊接經驗和焊接工藝的選擇都(dōu)是很重要,因此操作人員除了(le)平(píng)時加強焊接技術的訓練和焊接技術的積累外,還要合理的選擇(zé)焊接(jiē)工藝,這樣對焊接質量的(de)提高有著深遠的意義 1、 鋼性強製性固定法焊接(jiē)。采用(yòng)焊接夾具或者組合夾具,將鋼格板(bǎn)焊件強製性固(gù)定牢靠後對焊件(jiàn)進行焊接(jiē),目的是增強其組合的鋼性,減小焊(hàn)接過程中變形的傾向。保證裝配的幾何尺寸。如果鋼格板的焊(hàn)縫比較長,可以采用(yòng)壓鐵(tiě)法分別放在焊(hàn)縫的兩邊,以減少焊縫的變形。 2.不鏽鋼(gāng)鋼格板在焊接過程中減小變形的(de)技術措施。在焊接過程中要注意以下兩方麵的問題。a.盡量減小加熱階段產生的縱向塑(sù)性壓變力(lì)。縱向塑性壓變力包括:預拉伸力(lì)(機械拉伸和預置溫(wēn)度拉伸)、等效降低熱(rè)輸入法(采用的各種冷卻夾(jiá)具焊縫兩(liǎng)側預先沉積的吸熱物質(zhì)等)和降溫梯度的均勻預熱(rè)法。b.盡量增大冷卻過(guò)程中的縱向塑性拉應變,其中包括夾具的拘束動態(tài)溫差(chà)拉伸(隨焊激冷(lěng))和靜態溫差(chà)拉伸(shēn)。 3、不鏽鋼鋼格板在焊接後(hòu)的變形控製措施(shī)。最科(kē)學的方法是采用多點(diǎn)加熱的(de)方法對不鏽鋼鋼格板產生的凸凹變(biàn)形進行矯正,一般情況下,加熱點直徑不小於 15mm,加熱點與加熱點之間的距離應該根據板材的變形量大小來製定(dìng),正常的情況下在 50-100mm 範圍內。通過采用焊接後消除殘餘應力熱(rè)處理法(fǎ)克服鋼製焊接構件的變形研究表明,為了更(gèng)好的防治不鏽(xiù)鋼薄板焊接後回彈變形,穩定構件的尺寸,通過縫隙試樣、板條、板塊試樣(yàng)等方式強製焊接(jiē)後,再對(duì)構件進行焊後熱(rè)處理可以有效的克服板材焊接的變形。
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